Koks yra ryšys tarp įtampos srovės ir šilumos išvesties PTFE šildytuvuose?

Įdiegiant ar šalinant triktis daugelyje gamyklų dažna tema yra tokia: „Kodėl šildytuvas, kurio vardinė įtampa yra 230 voltų, skleidžia pastebimai mažiau šilumos, kai prijungtas prie 208 voltų maitinimo šaltinio? Be to, kodėl šildytuvas su didesne elektrine varža išskiria mažiau energijos, kai atrodo kaip kitas įrenginys? Šie stebėjimai dažnai sukelia gilų poreikį suprasti matematinį įtampos, srovės, varžos ir šiluminės galios ryšį PTFE panardinamuosiuose šildytuvuose.

Džaulio dėsnis ir pagrindinės lygtys, valdančios, kaip išsiaiškinti elektros energiją, turi atsakymą. Šie elektriniai principai tiesiogiai įtakoja, kaip gerai PTFE šildytuvai veikia esant korozinėms cheminėms medžiagoms.


Kaip Džaulio dėsnis veikia realiame gyvenime
Pirmasis Džaulio dėsnis yra tas, kad elektros laidininko išskiriama šiluma yra lygi srovės kvadratui, padaugintam iš varžos ir srovės tekėjimo laiko. Paprastose pastovios būsenos šildymo programose šią idėją galima tiesiogiai paversti elektros energija, kuri matuojama vatais.

Pagrindiniai galios santykiai yra šie:

Įtampa (V) padauginta srovė (I) lygi galia (W).

Galia (W)=I² × R

Galia (W)=V² / varža (R)

Šios lygtys suteikia skirtingą vaizdą apie tą patį fizinį pasaulį. Kai srovė teka per varžos laidą chemiškai atspariame PTFE panardinamojo šildytuvo apvalkale, sukuriamas varžinis šildymas. Atsparumas elektros energiją paverčia šilumos energija, kuri sukuria reikiamą šilumos išeigą.

Įtampos{0}}srovės jungtis ir varžos vertė kartu nustato, kiek energijos prarandama kaip šiluma.

Kodėl įtampa turi kvadratinį poveikį galiai
Džaulio dėsnis turi daug esminių efektų, tačiau vienas iš svarbiausių yra tai, kad galia keičiasi įtampos kvadratu, o varža išlieka tokia pati. Tai turi didelį poveikį realiame pasaulyje.

Pagalvokite apie šildytuvą, kuris veikia su 230 voltų. Jei vietoj to jis prijungtas prie 208 voltų, išėjimo galia nesumažėja tiek, kiek sumažėja įtampa. Kita vertus, galia sumažėja įtampos santykio kvadratu:

(208/230)2≈0.82(208 / 230)^2 ≈ 0.82(208/230)2≈0.82

Tai reiškia, kad šildytuvas atiduoda tik apie 82 % vardinės galios, o tai yra daugiau nei 20 % mažiau šilumos nei turėtų, nes įtampa nukrenta tik 10 %.

Šis kvadratinis ryšys parodo, kodėl nedideli maitinimo įtampos pokyčiai gali sukelti didelius šilumos gamybos pokyčius. Šis efektas yra labai svarbus gamyklose, kuriose gali keistis įtampa arba kur įranga yra sujungta su mažesnės nominalios įtampos sistemomis.

Atsparumo dalis projektuojant šildytuvus
Gamindami PTFE panardinamus šildytuvus, šildytuvų gamintojai kruopščiai pasirenka vidinio kaitinimo elemento varžą. Atsparumo viela, kuri paprastai yra pagaminta iš nikelio ir chromo, yra skirta dirbti esant tam tikram įtampos ir galios lygiui.

Pavyzdžiui, jei šildytuvo vardinė galia yra 3 kW esant 230 voltų, galite naudoti šią formulę, kad sužinotumėte jo varžą:

R=V2 / PR=V^2 / PR=V2 / P

Sudėjus skaičius:

R = 2302/3000R = 230^2 / 3000R = 2302/3000

Ši varža užtikrina, kad įjungus 230 voltų srovės srautas sukuria tiksliai 3000 vatų šilumos.

Jei varža būtų didesnė, srovė sumažėtų, o galia sumažėtų. Jei pasipriešinimas būtų mažesnis, srovė padidėtų, o galia padidėtų, o tai gali reikšti, kad būtų pažeisti saugūs vatų tankio apribojimai. Pasipriešinimas nėra atsitiktinis; jis yra kruopščiai sureguliuotas į įtampą, kad būtų užtikrintas galios konvertavimas.

Ohmo dėsnis sako, kad kai įtampa išlieka tokia pati, didesnės varžos šildytuvas visada sunaudoja mažiau elektros, nes srovė mažėja (I=V/R). Šis ryšys turi tiesioginės įtakos tam, kiek šilumos pagaminama.

Realūs{0}}pasaulio efektai diegiant
Realiame gyvenime PTFE šildytuvo vardinis veikimas priklauso nuo daugelio dalykų.

Pirma, šildytuvui reikalinga įtampa turi atitikti vardinėje plokštelėje nurodytą įtampą. Tipiška klaida yra manyti, kad šildytuvas veiks visu galingumu, nepatikrinus, ar jo gaunama įtampa atitinka tai, kam jis buvo sukurtas. 230 voltų šildytuvas neveiks taip gerai pastate, kuriame veikia 208 voltai, nebent jis būtų specialiai sukurtas tokiai įtampai.

Antra, įtampa turi būti stebima šildytuvo gnybtuose, kol jis naudojamas. Realiame gyvenime dėl linijos nuostolių, per mažų laidininkų, ilgų kabelių eigos ar per pilnų grandinių įtampa gali labai nukristi, kol ji patenka į šildytuvą. Dėl įtampos santykio kvadratu, net nedidelis gnybtų įtampos kritimas gali sukelti didelį šilumos gamybos sumažėjimą.

Trečia, atsparumas šiek tiek kinta priklausomai nuo temperatūros. Šildymo elemento varža didėja, kai jis įkaista. Dėl to srovė šiek tiek sumažėja, kol sistema veikia, todėl ji išlieka stabili. Ši savaime-ribojanti funkcija padeda nuspėti šiluminį elgesį, tačiau į ją reikia atsižvelgti apskaičiuojant galią.

Šilumos našumo problemų sprendimas
Prieš darydami prielaidą, kad yra mechaninių ar proceso problemų, patikrinkite įtampos srovės santykį, jei atrodo, kad šilumos išeiga nepakankama.

Faktinę galią galite patikrinti išmatuodami maitinimo įtampą ir darbinę srovę bei taikydami formulę:

Galia lygi įtampai padauginus srovę.

Jei išmatuota galia mažesnė nei buvo prognozuota, tai gali būti dėl:

Netinkama maitinimo įtampa

Laidai, dėl kurių sumažėja per daug elektros energijos

Galimos sistemos šildytuvo įvertinimas netinkamas.

Elektros prijungimo sunkumai, dėl kurių gnybtuose padidėja varža

Žinant Džaulio dėsnį, lengviau suprasti, kas negerai. Galia labai sumažės, jei įtampa bus žema. Jei varža yra didesnė nei turėtų būti dėl prietaiso pažeidimo ar susidėvėjimo, srovė sumažės ir šiluma.

Elektros, kaip šilumos išėjimo šaltinio, pagrindai
Džaulio dėsnis ir paprastas elektros energijos skaičiavimas paaiškina, kaip įtampa, srovė, varža ir šilumos gamyba yra susiję PTFE panardinamuose šildytuvuose. Galia yra tokia pati, kaip įtampa padauginta srovės ir įtampos kvadratu, padalyta iš varžos. Įtampa įtakoja galią kvadratiniu būdu, todėl net nedideli tiekimo sąlygų pokyčiai gali turėti didelės įtakos šildymo veikimui.

Atsparumo elementus gamintojai kruopščiai gamina, kad esant tam tikrai įtampai išskirtų tam tikrą šilumos kiekį. Norėdami gauti vardinį našumą, turite jį teisingai sumontuoti, tiksliai patikrinti įtampą ir žinoti apie linijos nuostolius.

Kai suprasite pagrindines elektros sąvokas, galite pereiti prie kito šildymo proceso žingsnio: išsiaiškinti, kaip atsparumo elemento sukurta šiluma juda per PTFE apvalkalą ir į aplinkinį skystį, kad temperatūra išliktų stabili.